Mentre Peter non riesce a far credere la sua versione dei fatti a Walter, Olivia e Lee si ritrovano sul caso dei mutaforma che, questa volta, vede coinvolto un ex dipendente della Massive Dynamic, il dottor Truss, rapito da Nadine, una mutaforma in cerca di una formula che riesca a sintetizzare le cellule e a stabilizzarle. Mentre le ricerche si trovano ad un punto morto, Peter riesce a farsi ascoltare, a convincere Broyles delle sue capacità e collaborare con loro. Grazie al suo aiuto, l'FBI scopre nuove informazioni fondamentali sui mutaforma e, inoltre, riesce a localizzare Nadine la quale, intanto, è riuscita a far sintetizzare la formula al dottore. Arrivati sul posto però, Nadine, prendendo le sembianze di una guardia, riesce a fuggire e il dottore racconta ad Olivia tutto ciò che aveva visto.
Walter intanto, sconvolto dalle parole di Peter, e dall'aver riconosciuto in lui gli occhi di suo figlio, dopo aver parlato con Nina, decide di tornare da lui e, dopo avergli fatto capire di sapere di essere suo padre lo informa che, non meritandosi un'ulteriore possibilità, non può aiutarlo nel suo intento.
Alla stazione di Boston intanto, Nadine, grazie alla macchina da scrivere, riesce a contattare l'altro universo e, dopo averli informati riguardo al successo ottenuto, riceve la risposta desiderata: si stanno mobilitando per inviare altri mutaforma.